Delist.ru

Научные основы комплексной фитозоологической оценки состояния зернового агроценоза в почвозащитном земледелии Приобской лесостепи Западной Сибири (01.07.2007)

Автор: Красноперов Андрей Геннадьевич

Но уже с первой декады июля и вплоть до конца октября ежедекадно генеративные побеги отмирают у значительного числа видов. В третьей декаде октября происходит отмирание побегов у наибольшего числа видов (17.9%). Для сравнения, в естественных экосистемах лесостепи, максимальное значение этого показателя приходится на 27 декаду, т.е. на месяц раньше, что вызвано, вероятно, вторичными процессами цветения в агрофитоценозе, стимулированными антропогенными нагрузками.

Таким образом, к моменту созревания яровой пшеницы (25 декада), основная масса сорных растений ещё не закончила формирования генеративных побегов, а их отмирание происходит значительно позже. Это очень важный факт, который необходимо учитывать в адаптивно-ландшафтном земледелии, так как семена сорных растений будут сосредотачиваться на поверхности почвы, либо заделываться неглубоко.

6. Основные ассоциации сообщества сорных растений

в зерновом агрофитоценозе

6.1 Классификация сообществ сорных растений

Для анализа сорной растительности в зерновом агроценозе, мы воспользовались наиболее приемлемой для наших исследований классификацией Б.М. Миркина с соавторами (1985). На основании диагностических комбинаций высших единиц сегетальной растительности, были выбраны диагностические виды, характерные для агрофитоценозов лесостепи Приобья. Основную диагностическую роль несут геофиты, которые в меньшей степени подвержены влиянию основной культуры, а постоянство терофитов изменяется в больших пределах, они по этой причине были повторно использованы при различении ассоциаций и субассоциаций.

Поскольку почвенно-климатические условия на полевом стационаре из года в год сходные, то на формирование ассоциаций сегетальных сообществ основное влияние оказывал долговременный (в течение 18 лет) неизменный агроценотический фактор. Число ассоциаций по этой причине невелико – 8. Ассоциации разделены на субассоциации также по видам-индикаторам изменения уровня агроценотических нагрузок и отражают систему основных обработок почвы и систему химической защиты основной культуры.

Ассоциация Lactucetum tataricae имеет преимущественное постоянство в годы с острозасушливым типом увлажнения, когда сумма положительных температур вегетационного периода ?t > 10°С находится в пределах 2060 - 2160°С, а коэффициент увлажнения Ку соответствует значению < 0.58. Видовая насыщенность и проективное покрытие во всех полях севооборота низкие и варьируют от 3-х видов и 7 % в механическом пару до 13 видов и 27 % в посевах бессменной пшеницы почти на всех вариантах основной обработки почвы и химической защиты основной культуры

Ассоциация Lathyro-Lactucetum tataricae характеризует сообщество, наиболее распространенное на парах и на поле с бессменной пшеницей. Видовая насыщенность гораздо выше, чем в предыдущей ассоциации. Преимущественное постоянство имеет в годы с коэффициентом увлажнения Ку в пределах от 1.0 до 1.27. Отмечено в разные годы от 24 до 42 видов сорных растений, принадлежащих к данной ассоциации. Проективное покрытие также колеблется от 4 – 10 % на парах в севообороте до 50 % на вариантах с нулевой обработкой в поле с бессменной пшеницей.

Ассоциация Cannabio-Sinapetum. Ассоциация входит в союз Galeopsion bifida. Это самый богатый в видовом отношении союз. Представители союза имеют преимущество в прохладные и умеренно-влажные годы, когда сумма положительных температур ?t > 10°С находится в пределах < 1630. Проективное покрытие сорных видов сообществ ассоциации варьирует от 4 – 9 % в посевах озимой ржи и на парах до 35 – 48 % в посевах яровой пшеницы севооборота и на бессменной пшенице. Видовая насыщенность 14 - 22 вида.

Ассоциация Galeopsetum bifidae. Ассоциация входит также как и предыдущая в союз Galeopsion bifida. Преимущество имеет в годы, когда сумма положительных температур ?t > 10°С за вегетационный период колеблется в пределах от 1630 до 1770 °С. Представители этой ассоциации имеют большую моду постоянства на озимой ржи и на яровой пшенице в системе севооборота и вне её, причем одинаково хорошо переносят как вспашку так и мелкое плоскорезное рыхление. Ассоциация в целом, менее устойчива к химическим обработкам в сравнении с Cannabio-Sinapetum. Проективное покрытие сорных видов от 3 – 17 % на озимой ржи до 7 – 56 % на яровой пшенице.

Ассоциация Lactuco-Artemisietum имеет преимущественное постоянство в годы с умеренно-дефицитным типом увлажнения, когда сумма положительных температур ?t > 10°С находится в пределах 1770-1860 °С, а коэффициент увлажнения Ку соответствует значениям 0.79 - 1.0. Проективное покрытие 7 - 36 %, видовая насыщенность 8 - 21 видов.

Ассоциация Lactuco-Carduetum имеет высокое постоянство на нулевых обработках почвы в посевах пшеницы второй и третьей культуры после пара и на полях с бессменной пшеницей в дефицитные по типу увлажнения годы, когда сумма положительных температур ?t > 10°С находится в пределах 1860-2060°С, а коэффициент увлажнения Ку соответствует значениям 0.58 - 0.79. Видовая насыщенность ассоциации Lactuco-Carduetum высокая 19 - 35 видов, проективное покрытие достигает 45 %.

Сорные растения ассоциации Cirsio-Potentilletum, не имеют четко выраженной приуроченности к определенному типу увлажнения вегетационного периода. Сорные растения этой ассоциации способны развиваться в посевах озимой ржи и яровой пшеницы в системе севооборота и вне её в годы, когда сумма положительных температур ?t > 10°С находится в пределах от 1630 до 1860 °С. Связано это отчасти с многочисленными доминантными видами, представляющими ассоциацию. Видовая насыщенность сегетальных сообществ ассоциации высокая – 22 - 33 вида, что связано с резким увеличением числа гемикриптофитов на минимальной и нулевой зяблевыми обработками и относительно неустойчивыми к гербицидным обработкам. Проективное покрытие также высокое – 32 - 45 %.

Ассоциация Matricario-Taraxacetum officinalis имеет высокое постоянство на нулевых обработках почвы в посевах яровой пшеницы в системе севооборота и вне его в умеренно переувлажненные годы, когда сумма положительных температур ?t > 10°С находится в пределах < 1630°С, а коэффициент увлажнения Ку соответствует значению > 1.27. Видовая насыщенность 13 - 26 видов, что связано с тем, что в условиях достаточного увлажнения создаются оптимальные экологические условия для благоприятного развития основной культуры, которая успешно конкурирует с засорителями. Проективное покрытие сорных видов колеблется от 4 – 6 % в посевах пшеницы – второй культуры после пара, до 33 % в пшенице – бессменной культуре

Таким образом, выделенные ассоциации дифференцированы в основном по гемикриптофитам и гемитерофитам, наиболее адаптированным к условиям почвозащитных обработок почвы и учитывая современную тенденцию к минимизации, вплоть до полного отказа от основной обработки почвы в земледелии Приобья, при возделывании зерновых культур на выщелоченных черноземах, все большее значение станут приобретать сорные растения, вышеназванных ассоциаций. Они являются также относительно устойчивыми к различной степени химической нагрузки, вплоть до использования полного комплекса защиты растений.

7. Особенности сукцессии сообществ сорных растений агрофитоценозе

Мы имеем дело с вторичными автогенными сукцессиями, происходящими в зернопаровом пятипольном севообороте 1986 - 1990 гг. исследований и четырёхпольном с пятым полем бессменной пшеницы - в 1991-2004 гг. четырехпольном зернопаровом севообороте и на бессменной пшенице.

В своих рассуждениях исходим из представления об обусловленности смены видов сорной растительности наличием полного набора почвенного банка семян и считаем, что варианты с минимальной и нулевой зяблевыми обработками почвы с полным комплексом химической нагрузки при возделывании зерновых культур являются эталонными. Результаты анализа факторов, влияющих на характер сукцессии на сорное сообщество в зернопаровом севообороте и на бессменной пшенице показаны в табл. 3.

Таблица 3 - Результаты дисперсионного анализа влияния факторов сукцессии сорного сообщества в зернопаровом севообороте и на бессменной пшенице

Показатели Доли дисперсии факторов

А В С АВ ВС АС

Число видов 0.12 0.15 0.70 0.05 0.03* 0.05

Фитомасса 0.09 0.11 0.25 0.26 0.33 0.19

Общее проективное покрытие 0.10 0.19 0.33 0.12 0.01* 0.05

Плотность 0.15 0.14 0.38 0.07 0.04* 0.06

Примечание – А- система основной обработки почвы, В-уровни химической нагрузки ,

С-сукцессионное время

* - cила влияния фактора недостоверна на Р<0.95

Установлено, что изучаемые факторы - система основной обработки почвы и уровни химической нагрузки посевов существенно влияли на характер сукцессии, вклад в вариацию признаков сорного сообщества был также достоверным. На основании сравнения четырех ротаций зернопарового севооборота убедительно показано, что главным фактором, определяющим видовой состав сорного сообщества растений является фактор сукцессионного времени. Система зяблевой обработки почвы и полный комплекс химической нагрузки оказывали достоверное статистическое влияние в формировании видового состава сорной флоры.

Сукцессии сообщества сорных растений в почвозащитном земледелии протекают в соответствии с моделью толерантности, когда за счет повышения общего уровня конкуренции и дифференциации ниш виды сегетальной ориентации постепенно вытесняются видами естественных сообществ гемикриптофитами и гемитерофитами. Сукцессионные процессы в зернопаровом севообороте проследили на примере ассоциации Lactucetum-tataricae. Это типичное сообщество сорных растений на эталонных вариантах без зяблевой обработки почвы и полным комплексом химической нагрузки посевов занимает в ротацию (1991-1994) 51% от общего обилия видов, с большим перевесом геофитов и терофитов в своем составе (до 67%). В ротацию за 1995-1998 годы продолжается постепенное снижение доли ассоциации Lactucetum-tataricae в засорении рассматриваемых эталонных вариантов и наблюдается перераспределение экологических ниш. К концу ротации 1999-2002 годов уже не отмечалось явного преобладания ни у одной растительной ассоциации, в то время как доля гемикриптофитов по отношению к остальным группам сорняков составила 71% (рис.6).

Рис.6 – Долевое участие ассоциаций сорного сообщества зернопарового севооборота и бессменной пшеницы в ходе сукцессии на вариантах без зяблевой обработки почвы при полном комплексе химической нагрузки посевов:1 - Lactucetum-tataricae; 2 - Lathyro-Lactucetum tataricae; 3 - Cannabio-Sinapetum; 4 - Galeopsetum bifidae; 5 - Lactuco-Artemisietum austriacae; 6 - Cirsio-Potentilletum impolitae; 7 - Lactuco-Carduetum crispi; 8 - Matricario-Taraxacetum officinalis.

Закономерности рассматриваемого сукцессионного процесса характерны и для вариантов со вспашкой и безотвальной обработкой почвы при используемых химических нагрузках, но интенсивность данного процесса значительно ниже чем при почвозащитных зяблевых обработках.

8. Модифицирующее влияние антропогенного фактора на сорную растительность и почвенную биоту

8.1 Критерии формирования почвенной среды в зерновых агрофитоценозах

На основании семилетних исследований (1996-2002 гг.) на центральном опытном поле ГНУ СибНИИЗХим подтвердили установленную ранее закономерность о выравнивающем эффекте изучаемых зяблевых обработок почвы в результате применения комплекса химических средств интенсификации. Например, урожайность яровой пшеницы – третьей культуры после пара на фоне комплексной химизации по зяблевой вспашке, составила 3,0 т/га, по безотвальной – 3,4 по минимальной – 3,1, при отсутствии зяблевой обработки – 3,0 т/га. Однако, на фоне без химических средств интенсификации урожайность пшеницы – 3-ей культуры после пара на вариантах опыта с почвозащитной обработкой существенно уступала ежегодной зяблевой вспашке. Так в среднем за 1996 - 2002 годы исследований урожайность данной культуры по вспашке составила 1,5 т/га против 1,3 и 1,2 т/га соответственно при мелкой плоскорезной и нулевой зяблевым обработкам.

Сформулированы критерии минимизации обработки почвы, которые определяются короткоротационными севооборотами, гидротермическими особенностями зоны, уровнем технического обеспечения, плодородия, эродированности и интенсивности земледелия.

Для более эффективного освоения почвозащитного земледелия необходимо увязать критерии минимизации обработки почвы с процессами разуплотнения и уплотнения чернозёма и соотношением твердой, жидкой, газообразной фазами почвы, которые, безусловно, повлекут за собой и соответствующие изменения в структуре сорного сообщества и связанных с ними комплекса беспозвоночных животных, особенно, наземных и почвенных (Власенко, Слесарев, Синещеков, Красноперов, 2004).

8.2 Ведущие факторы формирования урожайности зерновых культур

Установлено, что ведущими факторами в формировании урожая зерновых культур являлись предшественники в зернопаровом севообороте, погодные условия и их взаимодействие с фонами химизации. В изучаемом полевом севообороте урожайность зерновых на контроле (без средств химизации) по зяблевой вспашке было около 20 ц/га. На этом же уровне урожайность держалась на следующих вариантах обработки почвы: 1) чередования вспашки с минимальной и нулевой, 2) безотвальной и 3) безотвальной комбинированной. По ежегодной минимальной и нулевой зяблевой обработке урожайность зерновых в среднем по севообороту существенно снижалась в сравнении со вспашкой. Отмеченное уменьшение урожая по двум последним вариантам обработки, на наш взгляд, вызвано повышенной засоренностью посевов, а также более резко выраженным дефицитом почвенного азота. Усиление засоренности посевов на этих двух вариантах опыта связано с закономерным внедрением видов сорной растительности - выходцев из местной флоры, ранее не отмечавшихся в данном агрофитоценозе. Они представлены несколькими жизненными формами (по К.Раункиеру), входящими в различные растительные ассоциации порядка Achilletalia millefolii класса Secalietea. Среди них можно выделить терофиты (Capsella bursa-pastoris и др.), гемитерофиты (Berteroa incana и др.), гемикриптофиты (Pastinaca sativa и др.) и геофиты (Equisetum pretense и др.).

загрузка...